[发明专利]一种空气声质点振速敏感元件及其封装方式

权利要求书

1.一种空气声质点振速敏感元件，其敏感结构的特征在于，所述敏感元件为板桥式结构，其包括：

硅衬底，其上形成一桥孔；

三条薄丝，包括位于中间的一条宽薄丝和分列其两侧的一对细薄丝，平行置于所述桥孔上；

所述硅衬底上，所述桥孔的一侧并列形成第一电极和第三电极，所述桥孔的另一侧并列形成第二电极和第四电极；所述一对细薄丝中的一条细薄丝的一端连接所述第一电极，所述细薄丝的另一端与所述宽薄丝的一端共同连接所述第二电极；所述宽薄丝的另一端与所述一对细薄丝中的另一条细薄丝一端连接所述第三电极，所述细薄丝的另一端连接所述第四电极；

所述宽薄丝、所述一对细薄丝、所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和第四电极成型为一体，其由下至上依次由结合层、承载层、粘附层和敏感层组成；

一种空气声质点振速敏感元件的封装方式，其封装的特征在于，在敏感元件的板桥式结构的正上面，对扣粘接一个尺寸完全相同的硅衬底桥孔结构；

所述硅衬底桥孔结构，为去除一个敏感元件中所述宽薄丝、所述一对细薄丝、所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极。

2.根据权利要求1所述的一种空气声质点振速敏感元件，其特征在于，所述结合层为SiO₂，所述承载层为Si₃N₄，所述粘附层为Cr，所述敏感层为Pt。

3.根据权利要求1或2所述的一种空气声质点振速敏感元件，其特征在于，所述宽薄丝位于硅衬底桥孔结构的中间位置，所述一对细薄丝对称位于宽薄丝的两侧；所述宽薄丝与所述细薄丝间距100μm。

4.根据权利要求2所述的一种空气声质点振速敏感元件的制造方法，其特征在于，步骤如下：

⑴依次在硅衬底上沉积SiO₂结合层和Si₃N₄承载层：所述SiO₂ 结合层和Si₃N₄承载层均通过沉积工艺采用LPCVD炉直接生成，其厚度分别为20nm和180nm；

⑵依次涂胶，光刻和显影：所述光刻胶为正性光刻胶，厚度为2μm；在热板上进行前烘，采用光刻机和相应制备好的掩模板进行光刻，再用显影液进行显影工艺，最后在热板上进行坚膜；其中掩膜版的制作必须满足实现相应图形的要求；

⑶依次溅射Cr，溅射Pt和剥离胶：所述Cr粘附层和Pt 敏感层均通过溅射工艺采用磁控溅射仪直接生成，其厚度分别为10nm和90nm；用高纯度的丙酮对光刻胶进行剥离；

⑷依次第二次涂胶，第二次光刻和第二次显影：其中除所使用相应制备好的掩模板不同外，其它工艺过程与步骤⑵相同；其中掩膜版的制作仍必须满足实现相应图形的要求；

⑸依次反应离子刻蚀和除胶：采用反应离子刻蚀机对在光刻胶图形掩模外的SiO₂ 结合层和Si₃N₄承载层进行干法刻蚀，直至露出硅衬底；用高纯度的丙酮对光刻胶进行剥离，再采用反应离子刻蚀机进行彻底除胶，得到样品片；

⑹依次退火、划片和腐蚀：采用高温炉对样品片进行退火；采用精密机械切割机对样品片进行划片；在水浴箱中用50%浓度KOH溶液对样品片进行硅衬底的各向异性腐蚀，直至腐蚀深度为200μm以上形成桥孔；最后用干法腐蚀仪器清理掉桥孔内剩余的硅。

5.根据权利要求4所述的一种空气声质点振速敏感元件的制造方法，其特征在于，所述硅衬底为四英寸单晶硅片，晶向为<100>，厚度为500μm。

6.根据权利要求4所述的一种空气声质点振速敏感元件的制造方法，其特征在于，所述精密机械切割机的高速旋转刀片厚度为200μm和切割深度为250μm。

7.根据权利要求1所述的一种空气声质点振速敏感元件的封装方式，其特征在于，所述硅衬底桥孔结构恰好对扣粘接在敏感元件的板桥式结构的正上方；所述两个结构的外形尺寸完全相同。

8.根据权利要求1所述的一种空气声质点振速敏感元件的封装方式，其特征在于，所述硅衬底桥孔结构，为去除一个敏感元件中所述宽薄丝、所述一对细薄丝、所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极；所述硅衬底的桥孔结构无需另做其他硅微加工来获得。